Simulic
Bahasa Indonesia

Efek panas arus listrik – percobaan Q = I²Rt

FisikaListrik dan rangkaianUsia 16–17Lab virtual

Memuat…

Gunakan di kelas saya

Kumparan pemanas dalam kalorimeter berisi air: atur arus dan waktu, baca termometer, lalu periksa Q = I²Rt = mcΔT dengan membuat grafik ΔT terhadap I² dan terhadap t. Layar lain menunjukkan mengapa elemen nikrom memanas sementara kabel tembaga tetap dingin, bagaimana sekring meleleh dan MCB memutus saat beban lebih, serta bagaimana lampu pijar, setrika, dan ketel memakai efek ini.

Pelajaran: Efek panas arus listrik, hukum Joule

Yang ditunjukkan

Saat arus mengalir melalui penghantar, energi listrik berubah menjadi panas: Q = I²Rt. Dalam kalorimeter berinsulasi panas ini menaikkan suhu air, Q = mcΔT dengan c = 4186 J/(kg·K), sehingga ΔT sebanding dengan I² dan dengan t. Dalam rangkaian seri, elemen dan kabel dilalui arus yang sama, sehingga bagian dengan hambatan lebih besar melepaskan panas jauh lebih banyak. Sekring dan MCB memakai efek yang sama untuk melindungi rangkaian. Model mengabaikan kapasitas kalor gelas dan kumparan, dan kurva sekring serta MCB disederhanakan.

Cara menggunakan

Di Kalorimeter, atur Arus I, Hambatan R, Massa air m, dan Waktu pemanasan t, lalu tekan Nyalakan. Setiap pengukuran masuk ke tabel. Ubah hanya I dan ukur minimal tiga kali untuk grafik ΔT terhadap I²; pilih ΔT terhadap t dan ubah hanya t untuk grafik kedua. Di Elemen dan kabel, ubah Bahan elemen dan I. Di Sekring dan MCB, pilih Nilai nominal, atur Arus beban, lalu tekan Nyalakan. Di Peralatan, pilih alat, tegangan, dan waktu, lalu tekan Catat data.

Parameter yang dapat diubah

  • Layar Kalorimeter, Elemen dan kabel, Sekring dan MCB, Peralatan
  • Arus I 0,5–4 A
  • Hambatan R 2–10 Ω
  • Massa air m 100–500 g
  • Waktu pemanasan t 60–600 s
  • Gelas tanpa insulasi

Pertanyaan untuk dijelajahi

  1. Saat I naik dari 2 A ke 4 A dengan R, m, dan t tetap, ΔT naik berapa kali?
  2. Hitung kalor jenis c air dari satu pengukuran. Tanpa insulasi, apakah nilai Anda lebih besar atau lebih kecil?
  3. Berapa arus beban terkecil yang melelehkan sekring 10 A dalam 60 s, dan berapa lama MCB 10 A memutus pada arus itu?

Simulasi terkait